鐘罩式氣體流量標準裝置試行檢定規程
本規程適用于以動態容積法檢定的鐘罩式氣體流量標準裝置的檢定.
鐘罩式氣體流量標準裝置的結構如圖1所示.
圖1
1一鐘罩; 2一水槽;3一試驗管道 4一標尺;
5一排氣導管,6一水位計 7一導軌;8一立
柱,9一導輪, l 0一滑輪; 11一調節閥門,
12一象限式補償機構;13一拉鏈; 14一平衡錘;
15一動力機構;16一底座;17一壓盤;川一控
制器;19一擋板
鐘罩式氣體流量標準裝置是—個具有恒壓源(并給出標準容積)的氣體流量標準裝置.它利用鐘罩重量超過平衡錘重量的常數(該常數形成鐘罩的余壓)而動作.并用補償機構使該常數不隨鐘罩浸入水中的深度而改變.
由于裝置各部件加工和裝配的不均勻性,特別是存在著機械摩擦,裝置在工作過程中,其余壓仍有波動,稱作余壓波動.
一、裝置的檢定
1 檢定時需用的儀器
(1)一等標準量器(量入式);
(2)換向器一個;
(3)密封容器一個;
(4)計時器一臺,精度不低于10-4;
(5)分度值為0.1℃的溫度計二支;
(6)秒表一塊;
(7)傾斜式微壓計一臺;
(8)氣壓計一臺.
2 外觀檢查
(1)安裝時使鐘罩、水槽、立柱、排氣導管等與水平面垂直.
(2)鐘罩上的導輪與導軌間的摩擦力應調整得盡可能小,以便減小鐘罩內的余壓波動.
(3)標尺的安裝應與鐘罩中心線平行,刻度要清晰.
(4)鐘罩不得有明顯的變形.
(5)定點控制器必須靈敏可靠,擋板和光源必須緊固在裝置上
3檢定前的堆備
(1)檢定前向水槽內充水到一定高度,然后將鐘罩升至*高位置。
(2)在水池中,貯存一定量的水以備檢定時向—等標準量器內充水.按裝置精度不同(±0.2%及±0.5%,±1.0%),鐘罩內氣溫(包括室溫),水溫和水槽內水溫三者之差不應大于0.5及1.0℃.
4密封性試險
將鐘罩升至*高位置,關閉閥門,穩定10分鐘.記下鐘罩的位置,停一校長時間(大于1小時),再觀察鐘罩之位置,如無明顯下降,即為密封.否則,如有漏氣,則需檢修,檢修后再進行試驗,直到密封性合格為止.
5 余壓波動試驗
將鐘罩升至*高位置,在試驗管道下安裝微壓計,待鐘罩穩定后,打開閥門使鐘罩以*大流量下降,同時,從微壓計中觀察并記下鐘罩下降一次過程中余壓的*大變化。如此再作一次.然后使鐘罩以*小流量下降又作兩次.選取四次試驗中余壓波動的*大值 Pmax,即為該裝置的余壓波動值,記入附表2.
對于2000升以下的裝置,余壓波動值應滿足表l要求:
表1
6容積示值槍定
(1)如圖2所示,首先確定檢定段(即檢定容積),并分別安裝上擋板.
(2)選擇適當*限的一等標準量器。*好使一等標準量器的容積與鐘罩標稱容積比不小于1:5.
(3)一次檢定過程中(—等標準量器使用一次),鐘罩內氣溫和大氣壓變化不應超過表2規定,否則此次數據舍去.
(4)打開閥門8、9和11把換向器3換至回流管5,啟動水泵7,關閉閥門11,使密封容器2內充滿水,關閉水泵7和閥門8、9.
(5)開啟閥門13,將鐘罩升至*高位置,關閉閥門13.打開閥門10,使鐘罩與密封容器2上部空間相連(二者間連接管段要盡量
圖2 容積示值檢定系統圖
1一鐘罩; 2一密封容器;3一換向器;4一一等標準星器(量入式);
5一回流管;6一水池;7一水泵;8、9、10、11、12、13一閥門
表2
短),待鐘罩穩定后(記下穩定時間,并在每次檢定和以后使用中穩定時間與其一致),開始檢定,并測出鐘罩內氣溫(或室溫)和大氣壓等記入附表3.
(6).打開閥門11,使密封容器2內的水以適當流量經換向器3和回流管5流入水池6中,此時,鐘罩徐徐下降.當擋板切割光線時,控制器發出信號使換向器3換向,將水流導向一等標準量器4中.這時,鐘罩繼續下降,當擋板再一次切割光線時,控制器再次將換向器3換向,水又經回流管5導入水池6中.
(7)關閉閥門11,讀出一等標準量器的容積值Vt ,氣溫和大氣壓等記入附表3.
(8)重復(4)一(7)所述的程序,得出一組Vt(i=1、2…n,n≥10)容積值.以上叫做右向檢定.若將圖2中的一等標準量器4和回流管5互換位置,按系統圖做完(4)一(8)全部程序,叫做左向檢定.
(9)測出換向器平均行程時間差對于一次檢定時間的極限相對誤差 .若檢定時左、右向檢定的次數相等,而其容積值取平均值,則 可以消除,而容積值的誤差取其左、右向的*大值,記入附表5.
(10)計算:
平均值
標準誤差
殘差
極限相對誤差
平均值極限相對誤差
式中tk數值見附表1.
(11)用同樣方法檢定其他各檢定段容積.
(12)檢定時平均氣溫在20±5℃以外,則按下式將容積近似修正到20℃時的容積.
式中: Vt——出一等標準量器讀得的容積值;
a1、a2、a3——分別為標尺、鐘罩、一等標準量器的線膨脹系數;
t----檢定時鐘罩內平均氣溫.
7 裝置穩定性試驗
(1)用調節閥11(圖1)或用噴嘴把裝置調到*大流量,保持調節閥的開度不變.連續測量n次(n≥10)算出極限相對誤差
(2)按上述程序把裝置調到*小流量,測出
(3)裝置穩定性的極限相對誤差取: ’
記入附表4
二、檢定結果的處理
8 裝置精度
瞬時流量精度:
式中: 0——一等標準量器極限相對誤差;;
s-----計時器的極限相對誤差.
累積流量精度:
若因檢定條件限制(一等標準量器,密封容器容積小),每檢定段可以采用分段檢定法(如分成K段,K≤5),每一分段可按(4)一(10)條檢定.
檢定段的 v, v按下式計算:
式中: vi——分別為第i分段的容積標準誤差、tK值和檢定次數;
——檢定段的平均容積.
檢定完后,分別給出各檢定段的裝置精度.
9 根據檢定結果填發檢定證書,證書中應注明:
(1)鐘罩內余壓 (毫米水柱)
(2)余壓波動值 (毫米水柱)
(3)各檢定段在20℃時的容積值 (升)
(4)鐘罩升起后的穩定時間 (分)
(5)裝貨精度
10 裝置的檢定周期根據具體使用情況確定,一般不超過三年。
附錄
一、附表
附表1 tK數值
附表2 余壓波動試驗記錄表
二、動態稱量法和靜態容積法
鐘罩式氣體流量標準裝置的檢定,除本規程中規定的動態容積法外,還有動態稱量法和靜態容積法.現把這兩種方法列于附錄以供參考.
(一)動態稱量法
1 鐘罩式氣體流量標準裝置的結構和原理見本規程。
2 檢定時需用的儀器設備
本規程中規定的一等標準量器(量入式)改用天平(或標準臺秤),精度±0.02一±0.01%,常溫下測水密度用的一等標準密度計一支.其余儀器設備與本規程相同。
3 裝置的檢定
(1)外觀檢查,核定前的準備,密封性試驗和余壓波動試驗,按本規程規定進行.
(2)容積示值檢定:
容積示值檢定方法基本上與本規程相同.把—等標準量器改用天平(或標準臺秤),測出水的密度值,并按下式計算容值,就可得到一組:
式中: mi——砝碼的質量;
水i、 磁、 空——分別為水、砝碼、空氣的密度.
(3)裝置穩定性試驗:按本規程規定的方法進行.
4檢定結果的處理
瞬時流量精度:
式中: 瞬——天平(或標準臺秤)極限相對誤差;
——一等標準密度計極限相對誤差.
累積流量精度:
對于分段檢定法,其檢定段的 v、 v計算公式與規程相同.
其余部分按本規程第9、10條規定進行.
(二) 靜態容積法
1 鐘罩式氣體流量標準裝置的結構和原理見本規程.
2 檢定時需用的儀器設備
本規程中規定的量入式一等標準量器改用量出式一等標準量器,其余部分除換向器和密封容器不用外,與本規程相同。
3 裝置的檢定
(1)外觀檢查,檢定前的準備,密封性試驗和余壓波動試驗按本規程規定進行.
(2)容積示值檢定:
a容積示值檢定系統如下圖所示.
容積示值檢定系統示意圖
1一鐘罩;2一一等標標準量器(量出式);
3一水箱; 4一高位水箱;5一鐘罩標尺;
6、7、8、10一閥門;9一膠皮管,11一排
氣口; 12一一等標準量器刻線
b選擇適當量限的—等標準量器,使其容積與鐘罩標稱容積之比不小于1:5.
c一次檢定過程中(從鐘罩檢定的起始點至第K點)鐘罩內氣溫和大氣壓變化不應超過下表規定.
d將一等標準量器充滿水,同時使鐘罩升至*高位置,待鐘罩穩定后(記下穩定時間,該穩定時間檢定和使用時應一致),用膠皮管9將鐘罩的排氣導管和一等標準量器排氣口11連接打開閥門6,用閥門10調節鐘罩起始點,并測出鐘罩內氣溫(或室溫)和大氣壓等.
e按一等標準量器規定的放水時間所相應的流量調書閥門7,將量器2內的水放入水箱3內,同時,鐘罩內氣體進入一等量器2內.當一等量器內的水位下降到刻線12時(或用u形玻璃管自動對線),依次關上閥門7和6,讀出標尺5上第1點的示值 1,并測出鐘罩內氣溫(或室溫)和大氣壓等.
f從排氣口11處取下膠皮管9和閥門6,然后將一等標限量器充滿水,再次將9和11連接起來,打開閥門6,按照上述(e)款規定繼續檢定第2點,……第K點(K≤5).
g重夏(d)一(f)所述程序得到第K點的 1 (i=1、2、…n)
h 計算:
平均高度值:
標準誤差:
極限相對誤差
平均值極限相對誤差
i檢定工作結束后,要準確安裝時間控制裝置.
j檢定時如平均氣溫在20 ±5℃以外,則按下式將容積修正到20℃的容積.
式中: Vi一一由一等標準量器讀得的容積值;
a1、a2、a3——分別為標尺、鐘罩、一等標準量器的線膨脹系數;
t——檢定時鐘罩內平均氣溫.
(3)裝置穩定性試驗:按本規程規定進行
(4)檢定結果的處理:
瞬時流量精度
累積流量精度
式中: x——安裝時間控制裝置的極限相對誤差.
其余部分按本規程第9、10條規定進行.
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